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I PLASTIDI proplastidi : indifferenziati e di piccole dimensioni Con la crescita della cellula si trasformano in plastidi adulti cloroplasti cromoplasti leucoplasti
Amiloplasti proteinoplasti elaioplasti
CROMOPLASTI = plastidi colorati
-contengono pigmenti, come i carotenoidi e flavonoidi
-funzione vessillare, cioè attirano insetti pronubi ( trasportano polline) e animali frugivori ( nutrono frutti e semi)
-Si trovano nei petali dei fiori e nella buccia dei frutti
-nelle foglie in autunno (derivano dai cloroplasti).
LEUCOPLASTI= plastidi bianchi
-hanno funzione di riserva energetica - contengono grassi o proteine o amido secondario (quello primario è nei cloroplasti)
Amido -L’amido secondario viene depositato in granuli a partire da un ilo (punto centrale) -ilo di diversa forma e posizione a seconda della specie vegetale -I granuli possono essere semplici o composti ( più granuli uniti) di varie grandezze
CLOROPLASTI
- Sede della fotosintesi clorofilliana
- Contengono clorofilla e pigmenti accessori, come i carotenoidi
- Si trovano nelle parti verdi dei vegetali
- lunghi 4 - 8 micron e in numero di 20-80 per cellula - membrana esterna, membrana interna separate da spazio
intermembrana
- spazio interno detto stroma dove si trovano: amido primario, ribosomi, enzimi, RNA, segmenti di DNA e strutture dette tilacoidi
• I tilacoidi sovrapposti formano pile dette grana, unite tra loro tramite dei tilacoidi allungati, detti intergrana
• Lo spazio interno dei tilacoidi è detto lume
10 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Le piante e le alghe usano l’energia del Sole per produrre carboidrati (glucosio) e ossigeno a partire dall’anidride carbonica e dall’acqua, attraverso il processo della fotosintesi. La reazione chimica generale della fotosintesi è:
6CO2 6H2O + + C6H12O6 6O2 acqua anidride carbonica glucosio ossigeno
I cloroplasti catturano l’energia solare e producono carboidrati
Luce
11 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I cloroplasti svolgono funzione fotosintetica.
La doppia membrana dei cloroplasti racchiude un ampio spazio detto stroma, dove avviene la sintesi dei carboidrati.
La clorofilla che cattura la luce solare è invece localizzata nella membrana dei tilacoidi.
I cloroplasti catturano l’energia solare e producono carboidrati
I PLASTIDI SI TRASFORMANO
PROPLASTIDIO EZIOPLASTO (protoclorofilla) CROMOPLASTO LEUCOPLASTO CLOROPLASTO (clorofilla)
buio
luce
luce
luce
luce buio
maturazione
Cellule vegetali :
14
https://youtu.be/2Zs7zLY-bWI
Plastidi: cromoplasti Cloroplasti Leucoplasti
VACUOLO
• E’ delimitato da una biomembrana detta tonoplasto
• Nelle cellule giovani vacuoli piccolissimi, nelle cellule adulte uno o alcuni vacuoli di grosse dimensioni
• contiene il succo vacuolare composto da un 90% da acqua, nella quale si trovano disciolti ioni, acidi organici, amminoacidi, zuccheri di riserva
• possono esserci oli essenziali ( menta, lavanda, basilico), alcaloidi (es. nicotina, cocaina, morfina, caffeina, ecc.) pigmenti antociani (colori rossi, blu)
• ha funzione di: accumulo, riserva, apertura e chiusura degli stomi
• svolge anche un ruolo osmotico, in quanto controlla il movimento dell'acqua tra l'interno e l'esterno della cellula.
Cellule di guardia
La variazione del volume di acqua nel vacuolo nelle cellule di guardia apre o chiude gli stomi
PARETE CELLULARE
• Organulo tipico della cellula vegetale
• contiene, protegge e dà forma alla cellula
• Si forma a ridosso della lamella mediana
• Formata da due porzioni, caratteristiche di diversi stadi vitali della cellula:
PARETE PRIMARIA formata da poche fibrille di cellulosa e in abbondanza acqua, proteine, gomme
PARETE SECONDARIA (se è presente) è ricca di fibrille di cellulosa e povera d'acqua e da pectine ( eteropolisaccaridi)
LAMELLA MEDIANA
• ha il compito di separare e cementare, le due cellule figlie • si forma al termine della divisione cellulare da vescicole
ripiene di polisaccaridi prodotte dall’apparato di Gogli • è costituita da pectine associate a ioni calcio • durante la sua formazione rimangono intrappolati in essa porzioni di citoplasma. Formeranno i plsmodesmi
• con l’accrescimento della cellula figlia si depositano contro
la lamella mediana, in direzione centripeta, i materiali che costituiranno la parete
PARETE PRIMARIA
• si forma a ridosso della lamella mediana
• costituita da una matrice in cui sono immerse microfibrille di cellulosa (una sorta di cemento armato!)
• formata da poche fibrille e abbondante matrice
formata da acqua, pectine, mucillagini, gomme
Prodotte in strutture dette rosette in cui sono attivi enzimi cellulosa-sintetasi
PARETE SECONDARIA •non è necessariamente presente
•(se è presente) si trova a ridosso della parete primaria
•si forma in direzione centripeta rispetto alla primaria ( tra la parete primaria e la membrana cellulare)
•può avere spessori diversi (anche 3-5 micron contro 1micron della primaria)
•ricchissima di fibrille di cellulosa e povera di matrice (acqua e pectine)
macrofibrille ottenute dall’intreccio di microfibrille
LA PARETE SECONDARIA PUÒ SUBIRE MODIFICAZIONI:
• interessano tutta o solo una parte della parete • possono avvenire sia quando la parete è in via di formazione
sia quando si è già formata • sostanze prodotte dalla cellula...
• Suberificazione (suberina) • Mineralizzazione (CaCO3 SiO2) • Pigmentazione (tannini) • Lignificazione (lignina) • Cutinizzazione (cutina)
...prendono il posto dell’acqua nella matrice (incrostanti)
...si depositano a ridosso della parete (strutturali)
29 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
L’informazione genetica necessaria per sintetizzare le proteine è contenuta nel nucleo. Tale informazione viene trasmessa da una generazione alla successiva dai geni, che si possono considerare le «unità ereditarie» della cellula. Essi sono costituiti da DNA e si trovano nei cromosomi.
La sintesi proteica è una delle funzioni primarie della cellula
30 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I ribosomi sono la sede della sintesi proteica
31 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) è contraddistinto dalla presenza di ribosomi sulla membrana e sintetizza le proteine. Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) non presenta ribosomi alla superficie e sintetizza lipidi di vario tipo. Proteine e lipidi vengono inglobati all’interno di vescicole di trasporto e diretti all’apparato di Golgi.
Il reticolo endoplasmatico sintetizza e trasporta proteine e lipidi
32 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Transitando nell’apparato di Golgi, proteine e lipidi subiscono degli interventi e trasformazioni sostanziali. Le sostanze vengono quindi impacchettate in vescicole di trasporto e dirette verso la membrana plasmatica, dove avrà luogo la secrezione (o esocitosi).
L’apparato di Golgi modifica e confeziona le proteine
Cellula animale
33 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I lisosomi contengono enzimi che digeriscono le macromolecole e i rifiuti cellulari.
I perossisomi hanno un aspetto simile a lisosomi svuotati e demoliscono gli acidi grassi.
Le vescicole : lisosomi e perossisomi
37 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Il sistema delle membrane interne corrisponde quindi a una serie di organuli rivestiti da membrana, che comprendono il reticolo endoplasmatico, l’apparato di Golgi, i lisosomi e le vescicole di trasporto. I vari componenti lavorano in sinergia fino al rilascio delle sostanze all’esterno (secrezione per esocitosi).
Gli organuli del sistema delle membrane interne lavorano in sinergia
38 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Gli organuli del sistema delle membrane interne lavorano in sinergia
39 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I mitocondri demoliscono i carboidrati e producono ATP
Gli organismi eucariotici producono energia (ATP) attraverso il processo della respirazione cellulare, che consente di liberare l’energia immagazzinata nel glucosio usando ossigeno. La formula chimica della respirazione è:
6CO2 6H2O + + C6H12O6 6O2 acqua anidride carbonica glucosio ossigeno
Libera energia
40 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
La respirazione cellulare ha sede nei mitocondri.
Essi sono suddivisi in comparti: la membrana esterna, lo spazio intramembrana, la membrana interna, le creste e la matrice.
Il glucosio viene demolito nella matrice, mentre nelle creste si produce l’ATP.
I mitocondri demoliscono i carboidrati e producono ATP
41 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Patologie come la malattia di Parkinson e la malattia di Alzheimer possono essere correlate a mutazioni del DNA mitocondriale (mtDNA).
Difetti dei mitocondri possono essere causa di malattie
Mitocondri in una cellula muscolare
- Sede della RESPIRAZIONE CELLULARE - membrana esterna, membrana interna separate da
spazio intermembrana
- la membrana interna è ripiegata a formare le CRESTE MITOCONDRIALI
- Si trovano in tutte le cellule
- lunghi 2 - 8 micron e in numero di variabile
- Nella matrice contengono DNA
MITOCONDRI
45 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Il citoscheletro, che significa «scheletro della cellula», ne mantiene la forma, contribuisce alla formazione delle giunzioni tra cellule e permette il movimento sia della cellula stessa sia dei suoi organuli. Il citoscheletro degli eucarioti è costituito da tre tipi di elementi: i filamenti di actina, i filamenti intermedi e i microtubuli.
Il citoscheletro dà forma alla cellula e ne guida i movimenti
47 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Questi filamenti sono disposti in fasci o a reticella e svolgono un ruolo strutturale di fondamentale importanza. Si tratta di filamenti flessibili e relativamente resistenti, tanto da consentire alle cellule di spostarsi con movimento ameboide o strisciando.
I filamenti di actina
48 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Simili a una corda ritorta, i filamenti intermedi sono costituiti da diversi polipeptidi fibrosi e svolgono una funzione strutturale, sostenendo l’involucro nucleare e la membrana plasmatica. I filamenti intermedi hanno un diametro medio di 10 nm.
I filamenti intermedi
49 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Sono costituiti da una proteina globulare chiamata tubulina. I microtubuli agiscono come rotaie lungo le quali si spostano i vari organuli cellulari. Lo scorrimento è reso possibile dalla presenza di molecole motrici associate ai microtubuli.
I microtubuli
50 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Ciglia e flagelli sono estroflessioni a forma di frusta che si trovano in alcune cellule procariotiche ed eucariotiche. Negli animali svolgono ruoli cruciali lungo il tratto respiratorio e riproduttivo.
Le ciglia (al singolare, ciglio) sono strutture brevi (2-10 μm). I flagelli sono appendici più lunghe (200 μm).
Le ciglia e i flagelli contengono microtubuli
51 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Le cellule vegetali sono connesse tra loro tramite sottili canali, i plasmodesmi.
Essi consentono lo scambio di materiali tra cellule adiacenti e, di conseguenza, tra tutte le cellule della pianta.
Ogni cellula comunica con le cellule adiacenti
52 Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Le cellule animali sono connesse tra loro tramite tre tipi di giunzioni:
•giunzioni di ancoraggio, o desmosomi;
•giunzioni occludenti, o serrate;
•giunzioni comunicanti, o giunzioni gap.
Ogni cellula comunica con le cellule adiacenti